Se um asteróide gira suavemente ou cai erraticamente depende em grande parte da frequência com que é atingido por outros objetos no espaço. Uma nova investigação apresentada na reunião conjunta EPSC-DPS2025 em Helsínquia revela esta ligação utilizando dados da missão Gaia da Agência Espacial Europeia. As descobertas também fornecem uma forma de compreender melhor a composição física dos asteroides, conhecimento que poderá ser crucial caso se descubra que colidem com a Terra.
“Ao aproveitar o conjunto de dados único de Gaia, a modelação avançada e as ferramentas de inteligência artificial, revelamos os princípios físicos ocultos que influenciam a rotação dos asteróides e abrimos uma nova janela para o interior destes mundos antigos,” disse o Dr. Wenhan Zhou, da Universidade de Tóquio, que apresentou os resultados no EPSC-DPS2025.
As pesquisas de todo o céu de Gaia criaram uma enorme base de dados de padrões de rotação de asteróides derivados de curvas de luz, que registam como o brilho de um asteróide muda à medida que gira. Quando os investigadores compararam estes dados com o tamanho do asteroide, surgiu uma característica inesperada: uma clara lacuna entre os dois grupos de asteroides.
Uma equipa liderada por Zhou, que conduziu grande parte do trabalho no Observatório Côte d’Azur em França, identificou agora a causa desta separação e resolveu várias questões de longa data sobre como o asteróide gira.
“Construímos um novo modelo de evolução da rotação de asteróides que leva em conta o cabo de guerra entre dois processos principais, nomeadamente colisões no cinturão de asteróides que podem enviar um asteróide para um estado de queda, e fricção interna que pode gradualmente suavizar a rotação de um asteróide de volta a um estado rotacional estável”, disse Zhou. “Quando estes dois efeitos são equilibrados, formam uma linha divisória natural na população de asteróides”.
A equipa de Zhou utilizou aprendizagem automática para analisar o catálogo de asteróides de Gaia e compará-lo com modelos teóricos, descobrindo que as lacunas observadas eram quase exactamente consistentes com as previsões do modelo.
Os asteróides abaixo da lacuna são corpos lentos e com rotação irregular, com um período de rotação inferior a 30 horas, enquanto os asteróides acima da lacuna são objetos em rotação mais rápida e constante.
Durante décadas, os cientistas perguntaram-se porque é que tantos asteróides caem em vez de girarem ordenadamente sobre um eixo, e porque é que asteróides mais pequenos são particularmente propensos a movimentos lentos e caóticos. A pesquisa de Zhou mostra que tanto os impactos como a luz solar desempenham papéis importantes. Um asteróide tende a começar a girar quando já está girando lentamente, tornando-o mais suscetível a ser desequilibrado por uma colisão.
Freqüentemente, a força sutil da luz solar faz com que o asteróide pare de cair e gire. A superfície do asteróide absorve o calor do Sol e depois o irradia novamente em uma direção diferente. Os fótons emitidos dão ao asteroide um pequeno empurrão que aumenta com o tempo e, dependendo do asteroide, pode acelerar ou desacelerar sua rotação. Para um asteroide que gira suavemente em seu eixo, a direção na qual a luz solar é absorvida e reemitida permanece a mesma, permitindo que o impulso da luz solar cresça.
Para asteroides em queda, entretanto, o efeito da luz solar é muito mais fraco. Como giram caoticamente, diferentes partes da superfície absorvem e re-irradiam calor a qualquer momento. O efeito de absorção e reemissão da luz solar é suavizado, em vez de dar um empurrão constante ao asteroide, de modo que não há empurrão preferencial em nenhuma direção. Como resultado, o asteroide em queda lenta mudou a sua rotação muito lentamente e ficou preso numa região de rotação lenta abaixo da lacuna nas observações de Gaia.
Esta descoberta tem aplicações práticas. Ao compreender a rigidez da estrutura interna de um asteróide em relação à sua rotação, este conhecimento pode ser usado para inferir as propriedades internas do asteróide. As descobertas apoiam a imagem dos asteróides como pilhas de entulho frouxamente compactadas, com muitos buracos e cavidades e cobertas por regolito espesso e empoeirado, de acordo com dados do Gaia.
A compreensão das propriedades do asteróide também terá implicações sobre como desviar asteróides perigosos durante colisões, uma vez que asteróides com pilhas de detritos respondem de maneira diferente a impactos cinéticos como o DART da NASA do que corpos sólidos e rígidos. Graças a estas descobertas, os astrónomos terão em breve acesso a um extenso catálogo das estruturas interiores de asteróides potencialmente perigosos, o que poderá conter a chave sobre como desviá-los.
“Com as próximas pesquisas, como a Legacy Survey of Space and Time (LSST) do Observatório Vera C. Rubin, seremos capazes de aplicar esta abordagem a milhões de asteróides, aprofundando assim a nossa compreensão da sua evolução e composição”, disse Zhou.
